ซัลเฟตหรือไอออนซัลเฟตเป็นแอนไอออนหลายอะตอมที่มีสูตรเอ็มพิริคัลSO₄²⁻ เกลืออนุพันธ์ของกรด และเปอร์ออกไซด์ของซัลเฟตมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม ซัลเฟตพบได้ทั่วไปในชีวิตประจำวัน ซัลเฟตเป็นเกลือของกรดซัลฟิวริกและหลายชนิดเตรียมได้จากกรดนั้น

"Sulfate" เป็นคำสะกดที่IUPAC แนะนำ แต่ในภาษาอังกฤษ แบบ บริติช นิยมมักใช้ "sulphate"

ไอออนซัลเฟตประกอบด้วย อะตอม กำมะถัน ตรงกลาง ล้อมรอบด้วย อะตอม ออกซิเจน ที่เทียบเท่ากันสี่ อะตอมใน โครงสร้าง ทรงสี่หน้าสมมาตรของไอออนที่แยกออกมานั้นเหมือนกับของมีเทน อะตอมกำมะถันอยู่ในสถานะออกซิเดชัน +6 ในขณะที่อะตอมออกซิเจนทั้งสี่อยู่ในสถานะ −2 ไอออนซัลเฟตมีประจุ รวม −2 และเป็นเบสคู่ควบของ ไอออน ไบซัลเฟต (หรือไฮโดรเจนซัลเฟต) HSO₄⁻⁴ ซึ่งเป็นเบส คู่ควบของH₂SO₄หรือกรดซั เอ สเทอร์ซัลเฟตอินทรีย์เช่นไดเมทิลซัลเฟตเป็นสารประกอบโคเวเลนต์และเอสเทอร์ของกรดซัลฟิวริก รูปทรงเรขาคณิตโมเลกุลทรง สี่หน้า ของไอออนซัลเฟตเป็นไปตามที่ ทฤษฎี VSEPRทำนายไว้

คำอธิบายแรกเกี่ยวกับพันธะในแง่สมัยใหม่มาจากGilbert Lewisในบทความสำคัญของเขาในปี 1916 ซึ่งเขาอธิบายพันธะในแง่ของอิเล็กตรอนอ็อกเทตรอบอะตอมแต่ละตัว มีพันธะคู่สองพันธะ และมีประจุอย่างเป็นทางการ 2 บนอะตอมซัลเฟอร์และ −1 บนอะตอมออกซิเจนแต่ละตัว^{[ 1 ] [ a ]}

ต่อมาLinus Paulingใช้ทฤษฎีพันธะวาเลนซ์ เพื่อเสนอว่า แคนอนิกเรโซแนนซ์ที่สำคัญที่สุดมีพันธะไพ สองพันธะ ที่เกี่ยวข้องกับออร์บิทัล d เหตุผลของเขาคือประจุบนซัลเฟอร์ลดลงตามหลักการความเป็นกลางทางไฟฟ้าของ เขา ^{[ 2 ]}ความยาวพันธะ S−O ที่ 149  pm สั้นกว่าความยาวพันธะในกรดซัลฟิวริกที่ 157  pm สำหรับ S−OH Pauling ใช้พันธะคู่เพื่ออธิบายความสั้นของพันธะ S−O

การใช้ออร์บิทัล d ของ Pauling ก่อให้เกิดการถกเถียงเกี่ยวกับความสำคัญสัมพัทธ์ของพันธะไพและขั้วพันธะ ( แรงดึงดูดทางไฟฟ้าสถิต ) ในการทำให้พันธะ S−O สั้นลง ผลลัพธ์คือฉันทามติในวงกว้างว่าออร์บิทัล d มีบทบาท แต่ไม่สำคัญเท่าที่ Pauling เชื่อ^{[ 3 ] [ 4 ]}

คำอธิบายที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางซึ่งเกี่ยวข้องกับพันธะ pπ  –  dπ ได้รับการเสนอครั้งแรกโดยDurward William John Cruickshankในแบบจำลองนี้ ออร์บิทัล p ที่ถูกครอบครองอย่างสมบูรณ์บนออกซิเจนจะทับซ้อนกับออร์บิทัล d ของกำมะถันที่ว่างเปล่า (โดยหลักคือ d และ d ) ^{[ 5 ]}อย่างไรก็ตาม ในคำอธิบายนี้ แม้ว่าพันธะ S−O จะมีลักษณะ π อยู่บ้าง แต่พันธะก็มีลักษณะไอออนิกที่สำคัญ สำหรับกรดซัลฟิวริก การวิเคราะห์เชิงคำนวณ (ด้วยออร์บิทัลพันธะธรรมชาติ ) ยืนยันประจุบวกที่ชัดเจนบนกำมะถัน (ตามทฤษฎี +2.45) และการครอบครอง 3d ที่ต่ำ ดังนั้น การแสดงด้วยพันธะเดี่ยวสี่พันธะจึงเป็นโครงสร้าง Lewis ที่เหมาะสมที่สุดมากกว่าแบบที่มีพันธะคู่สองพันธะ (ดังนั้นจึงเป็นแบบจำลอง Lewis ไม่ใช่แบบจำลอง Pauling) ^{[ 6 ]}

ในแบบจำลองที่มีพันธะเดี่ยวสี่พันธะ โครงสร้างเป็นไปตามกฎออกเตตและการกระจายประจุสอดคล้องกับค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีของอะตอม ความแตกต่างระหว่างความยาวพันธะ S−O ในไอออนซัลเฟตและความยาวพันธะ S−OH ในกรดซัลฟิวริกนั้น อธิบายได้จากการที่อิเล็กตรอนจากออร์บิทัล p ของพันธะ S=O ปลายสุดในกรดซัลฟิวริกถ่ายโอนไปยังออร์บิทัลต้านพันธะ S−OH ทำให้พันธะเหล่านั้นอ่อนลง ส่งผลให้ความยาวพันธะในพันธะหลังยาวกว่า

อย่างไรก็ตาม การแสดงพันธะของ Pauling สำหรับซัลเฟตและสารประกอบกลุ่มหลักอื่นๆ ที่มีออกซิเจนยังคงเป็นวิธีการแสดงพันธะที่ใช้กันทั่วไปในตำราเรียนหลายเล่ม^{[ 5 ] [ 7 ]}ความขัดแย้งที่เห็นได้ชัดสามารถอธิบายได้หากตระหนักว่า พันธะคู่ โคเวเลนต์ในโครงสร้าง Lewis นั้นแสดงถึงพันธะที่มีขั้วแรงกว่า 90% ไปทางอะตอมออกซิเจน ในทางกลับกัน ในโครงสร้างที่มีพันธะไดโพลาร์ประจุจะถูกจำกัดอยู่ที่คู่โดดเดี่ยวบนออกซิเจน^{[ 6 ]}

โดยทั่วไปแล้วโลหะซัลเฟตจะถูกเตรียมโดยการบำบัดโลหะออกไซด์ โลหะคาร์บอเนต หรือโลหะเองด้วยกรดซัลฟิวริก : ^{[ 7 ]}

+ → ZnSO₄ +

Cu(OH) + H SO → CuSO + 2 H O

CdCO + H SO → CdSO + H O + CO

เขียนด้วยสูตรปราศจากน้ำอย่างง่าย แต่ โดยทั่วไปแล้วการ นี้จะดำเนินการในที่ที่มีน้ำ ดังนั้นซัลเฟตที่เป็นผลิตภัณฑ์จึงเป็นซัลเฟตมีน้ำซึ่งสอดคล้องกับซิงค์ซัลเฟตZnSO₄ · 7H₂O , คอปเปอร์ II )ซัลเฟตCuSO₄ · 5H₂Oและแคดเมียม CdSO₄ · H₂O

ซัลไฟด์ของโลหะบางชนิดสามารถถูกออกซิไดซ์เพื่อให้ได้ซัลเฟตของโลหะได้

มีตัวอย่างของซัลเฟตไอออนิกอยู่มากมาย ซึ่งหลายชนิดละลายน้ำได้ ดีมาก ยกเว้นแคลเซียมซัลเฟตสตรอนเทียมซัลเฟตตะกั่ว(II) ซัลเฟตแบเรียมซัลเฟตซิลเวอร์ซัลเฟตและปรอทซัลเฟตซึ่งละลายน้ำได้น้อยมากเรเดียมซัลเฟตเป็นซัลเฟตที่ละลายน้ำได้ยากที่สุดเท่าที่รู้จัก อนุพันธ์ของแบเรียมมีประโยชน์ในการวิเคราะห์ซัลเฟตแบบกราวิเมตริก: หากเติมสารละลายของเกลือแบเรียมส่วนใหญ่ เช่นแบเรียมคลอไรด์ลงในสารละลายที่มีไอออนซัลเฟต แบเรียมซัลเฟตจะตกตะกอนออกจากสารละลายเป็นผงสีขาว นี่เป็นวิธีการทดสอบในห้องปฏิบัติการทั่วไปเพื่อตรวจสอบว่ามีไอออนซัลเฟตอยู่หรือไม่

ไอออนซัลเฟตสามารถทำหน้าที่เป็นลิแกนด์โดยยึดติดด้วยออกซิเจนหนึ่งอะตอม (โมโนเดนเทต) หรือด้วยออกซิเจนสองอะตอมในรูปแบบคีเลตหรือบริดจ์^{[ 7 ]}ตัวอย่างเช่น คอมเพล็กซ์ [ Co ( en ) (SO )] ⁺ Br ^{− [ 7 ]}หรือคอมเพล็กซ์โลหะที่เป็นกลาง [ Pt SO ( PPh ) ]ซึ่งไอออนซัลเฟตทำหน้าที่เป็น ลิแกนด์ แบบไบเดนเทตพันธะโลหะ-ออกซิเจนในคอมเพล็กซ์ซัลเฟตสามารถมีลักษณะโคเวเลนต์ที่สำคัญได้

แคลเซียมซัลเฟต ในรูปแบบต่างๆถูกนำมาใช้เป็นวัสดุก่อสร้างตั้งแต่ยุคสำริดและซัลเฟตชนิดอื่นๆ ก็ถูกนำมาใช้อย่างน้อยตั้งแต่สมัยโบราณ อย่างไรก็ตาม เกลือกลุ่มนี้ได้รับการอธิบายทางเคมีเป็นครั้งแรกในศตวรรษที่ 17 เท่านั้น การผลิตเอสเทอร์ของกรดซัลฟิวริก ตลอดจนความสำคัญทางชีวภาพและการเกิดขึ้นตามธรรมชาติของสารเหล่านี้ เพิ่งเป็นที่รู้จักกันตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 เป็นต้นมา

ในแถบเมดิเตอร์เรเนียนตะวันออกและตะวันออกกลางการใช้ปูนฉาบแพร่หลายมานานหลายพันปีแล้ว ในอียิปต์โบราณ มีการบันทึกการใช้ปูนฉาบไว้ตั้งแต่ช่วงต้นสหัสวรรษที่ 3 ก่อนคริสต์ศักราช แหล่งโบราณคดีที่แสดงให้เห็นถึงการใช้ปูนฉาบ ได้แก่พระราชวังเก่าแห่งอาชชูร์และซากปรักหักพังของอามาร์นาในจักรวรรดิพาร์เธียปูนฉาบถูกนำมาใช้ในการก่อสร้างเพดานโค้ง ตั้งแต่สมัยจักรวรรดิโรมันจนถึงศตวรรษที่ 19 ปูนขาว (ที่มีแคลเซียมคาร์บอเนต ) ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายมากขึ้น แม้ว่าปูนยิปซัมจะยังคงถูกนำมาใช้ในระดับจำกัดในช่วงยุคกลาง เช่น ในฝรั่งเศส^{[ 8 ]}การใช้แคลเซียมซัลเฟตในซีเมนต์ได้รับการศึกษามาตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 19 และได้รับการนำมาใช้อย่างกว้างขวางตั้งแต่ทศวรรษที่ 1930 ^{[ 9 ]}ในช่วงยุคสำริด หินอะลาบาสเตอร์ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางสำหรับองค์ประกอบทางสถาปัตยกรรมตกแต่งในวัฒนธรรมมิโนอัน ในช่วงปลายยุคสำริด หินอะลาบาสเตอร์ยิปซัมจากเหมืองหินในเกาะครีตถูกส่งออกและนำไปใช้ที่อื่น เช่น ใช้ทำม้านั่งในเมืองไมซีเนในซากปรักหักพังของอักโรติริบนเกาะซานโตรินีมันถูกนำไปใช้ทำกระเบื้องปูพื้น^{[ 10 ]}หินอะลาบาสเตอร์นั้นแปรรูปได้ง่ายและกลายเป็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไปและมีมูลค่าสูงสำหรับงานประติมากรรมและอนุสาวรีย์ในช่วงยุคกลางและยุคสมัยใหม่ มีการขุดหินอะลาบาสเตอร์เป็นหลักในภาคกลางของอังกฤษ ทางตอนเหนือของสเปน และเทือกเขาแอลป์ของฝรั่งเศส และมีการค้าขายกันในระยะทางไกล ในปี ค.ศ. 1550 ประติมากรรมทางศาสนาถูกห้ามในอังกฤษ (ดูการทำลายรูปเคารพในยุคปฏิรูป ) ซึ่งนำไปสู่การส่งออกรูปปั้นอะลาบาสเตอร์จำนวนมากไปยังฝรั่งเศส^{[ 11 ]}

ซัลเฟตบางชนิดเป็นที่รู้จักในหมู่นักเล่นแร่แปรธาตุ เกลือ วิทริออลซึ่งมาจากภาษาละตินvitreolumแปลว่า เหมือนแก้ว ได้รับชื่อนี้เพราะเป็นผลึกโปร่งใสชนิดแรกๆ ที่รู้จัก^{[ 12 ]}วิทริออลสีเขียวคือเหล็ก (II)ซัลเฟตเฮปตาไฮเดรตFeSO · 7H O วิทริออ ลสีน้ำเงินคือทองแดง (II)ซัลเฟตเพนตาไฮเดรตCuSO · 5H Oและวิทริออลสีขาวคือสังกะสีซัลเฟตเฮปตา ไฮเดร ต ZnSO · 7H O สารส้ม ซึ่งเป็นซัลเฟตคู่ของโพแทสเซียมและอะลูมิเนียมที่มีสูตรK Al (SO ) · 24H Oมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาอุตสาหกรรมเคมี

ซัลเฟตถูกใช้เป็นสีย้อมและเม็ดสีมาตั้งแต่สมัยโบราณ ในอียิปต์โบราณมีการใช้ปูนฉาบแอนไฮไดรต์ และจาโรไซต์ KFe [(OH) (SO ) ^{[ 13 ]}นอกจากนี้ยังพบเม็ดสีจาโรไซต์ในอเมริกากลางในภาชนะจากแหล่งฝังศพในเมืองเตโอติฮัวกัน [ ^{14 ] การ}ใช้หมึกเหล็กแกลล์แพร่หลายในช่วงยุคกลางและต่อเนื่องมาจนถึงยุคปัจจุบัน โดยเตรียมจากน้ำดีพืชและเหล็ก(II) ซัลเฟต [ ^{15 ] สารส้ม} (โพแทสเซียมอะลูมิเนียมซัลเฟต) เคยถูกใช้ในการผลิตหนัง (การฟอกหนัง) อาจจะตั้งแต่สมัยอียิปต์โบราณ^{[ 16 ]}แน่นอนว่าสารส้มเป็นที่รู้จักในสมัยโบราณคลาสสิกในกรุงโรมและกรีซ^{[ 17 ]}การฟอกหนังด้วยสารส้มแพร่หลายในสมัยโบราณและยุคกลาง อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ไม่ถาวร เนื่องจากสารส้มสามารถล้างออกจากหนังได้^{[ 16 ]}ตลอดช่วงยุคกลาง สารส้มเป็นผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมที่สำคัญ นอกจากการใช้ในกระบวนการผลิตหนังแล้ว ยังใช้เป็นสารช่วยย้อมในการย้อมขนสัตว์อีกด้วย ตั้งแต่กลางศตวรรษที่ 19 เป็นต้นมา สารส้มก็ค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยสารประกอบอื่นๆ โดยเฉพาะอะลูมิเนียมซัลเฟตและปัจจุบันมีความสำคัญเพียงเล็กน้อย^{[ 17 ]}

เกลือกรดซัลฟิวริกชนิดแรกถูกระบุว่าเป็นเช่นนั้นในศตวรรษที่ 17 โซเดียมซัลเฟตโดยเฉพาะอย่างยิ่งเดคาไฮเดรตที่รู้จักกันในชื่อเกลือของกลาวเบอร์ได้รับการอธิบายเมื่อประมาณปี 1625 โดยโยฮันน์ รูดอล์ฟ กลาวเบอร์เขาได้วิเคราะห์น้ำจากบ่อน้ำพุทางการแพทย์ใกล้เมืองเนเปิลส์และแยกโซเดียมซัลเฟตออกมา ซึ่งเขาตั้งชื่อว่าSal mirabileหลายปีต่อมา เขาได้กำหนดว่าโซเดียมซัลเฟตสามารถผลิตได้จากเกลือหิน ( โซเดียมคลอไรด์ ) และกรดซัลฟิวริก^{[ 18 ]}แมกนีเซียมซัลเฟตที่ได้จากบ่อน้ำแร่ในเมืองเอปซอมประเทศอังกฤษ ได้รับการอธิบายทางวิทยาศาสตร์ในปลายศตวรรษที่ 17 ทั้งน้ำพุและเกลือที่แยกออกมาแสดงคุณสมบัติทางการแพทย์และใช้เป็นยาระบายและสำหรับการรักษาอาการปวดศีรษะ^{[ 19 ]}

การใช้ปูนปลาสเตอร์ทางการแพทย์ในการรักษาการแตกหักของกระดูกเริ่มขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ในตอนแรกมีการใช้กล่องไม้ที่บรรจุปูนปลาสเตอร์หล่อ แม้ว่าจะแพร่หลายในยุโรป แต่วิธีนี้ไม่สะดวกเนื่องจากโครงสร้างปูนปลาสเตอร์ที่หนักทำให้ผู้ป่วยต้องนอนอยู่บนเตียง ผ้าพันแผลที่ชุบปูนปลาสเตอร์สำหรับใส่ในเฝือกปูนปลาสเตอร์ถูกนำมาใช้ในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 และในตอนแรกนั้นเตรียมขึ้นใหม่ในโรงพยาบาล ผ้าพันแผลปูนปลาสเตอร์แบบพร้อมใช้งานเพิ่งเริ่มวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ในช่วงทศวรรษที่ 1930 ^{[ 20 ]}การพัฒนาทางการแพทย์ที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือการใช้แมกนีเซียมซัลเฟตในการรักษาอาการชักระหว่างตั้งครรภ์ ( ครรภ์เป็นพิษ ) การใช้งานนี้ได้รับการรายงานครั้งแรกในปี 1916 ภายในปี 1930 แมกนีเซียมซัลเฟตได้เข้ามาแทนที่การรักษาที่ไม่เหมาะสม เช่นโอปิออยด์และมีส่วนสำคัญในการลดอัตรา การ เสียชีวิตของมารดา^{[ 21 ]}

ซัลเฟตเกิดขึ้นเป็นอนุภาคขนาดเล็ก ( แอโรโซล ) ที่เกิดจาก การเผาไหม้ เชื้อเพลิงฟอสซิลและชีวมวลซึ่งทำให้ความเป็นกรดของบรรยากาศ เพิ่มขึ้น และก่อให้เกิดฝนกรดแบคทีเรียที่ลดซัลเฟตแบบไม่ใช้ออกซิเจนDesulfovibrio desulfuricansและD. vulgarisสามารถกำจัดคราบซัลเฟต สีดำ ที่มักทำให้อาคารหมองได้^{[ 22 ]}

ผลกระทบหลักต่อสภาพภูมิอากาศ

งานวิจัยต่อมาประเมินว่าแสงแดดที่ตกกระทบพื้นผิวโลกโดยเฉลี่ยลดลงประมาณ 4–5% ต่อทศวรรษในช่วงปลายทศวรรษ 1950 ถึง 1980 และ 2–3% ต่อทศวรรษเมื่อรวมทศวรรษ 1990 ด้วย^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]}ที่น่าสังเกตคือ รังสีจากดวงอาทิตย์ที่ชั้นบรรยากาศด้านบนไม่เปลี่ยนแปลงเกิน 0.1–0.3% ตลอดช่วงเวลานั้น ซึ่งบ่งชี้อย่างชัดเจนว่าสาเหตุของการลดลงของแสงแดดนั้นเกิดขึ้นบนโลก^{[ 28 ] [ 29 ]}นอกจากนี้ มีเพียงแสงที่มองเห็นได้และ รังสี อินฟราเรด เท่านั้น ที่ลดลง ไม่ใช่ส่วนของสเปกตรัมอัลตราไวโอเลต^{[ 30 ]}ยิ่งไปกว่านั้น การลดลงของแสงแดดเกิดขึ้นแม้ในวันที่ท้องฟ้าแจ่มใส และที่จริงแล้วรุนแรงกว่าในวันที่เมฆมาก ซึ่งพิสูจน์ได้ว่าไม่ได้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของปริมาณเมฆเพียงอย่างเดียว^{[ 31 ] [ 29 ] [ 23 ]}

การกลับทิศทางและภาวะโลกร้อนที่เร่งตัวขึ้น

หลังจากปี 1990 แนวโน้มการลดลงของมลพิษทางอากาศทั่วโลกได้เปลี่ยนไปเป็นการเพิ่มขึ้นของมลพิษทางอากาศ ทั่วโลกอย่างชัดเจน ^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]} ซึ่งเป็นผลมาจากมาตรการที่ ประเทศพัฒนาแล้ว ใช้ในการต่อสู้กับมลพิษทางอากาศ โดย ทั่วไปผ่าน การติดตั้งระบบ กำจัดซัลเฟอร์ในก๊าซไอเสียที่โรงไฟฟ้าพลัง ความร้อน เช่นเครื่องดักจับแบบเปียกหรือการเผาไหม้แบบฟลูอิไดซ์เบด [ ^{37 ] [ 38 ] [ 39 ] ใน}สหรัฐอเมริกา ละอองซัลเฟตลดลงอย่างมีนัยสำคัญตั้งแต่ปี 1970 หลังจากการผ่านกฎหมายว่าด้วยอากาศสะอาดซึ่งได้รับการเสริมความแข็งแกร่งในปี 1977 และ 1990 ตามข้อมูลของEPAตั้งแต่ปี 1970 ถึง 2005 การปล่อยมลพิษทางอากาศหลัก 6 ชนิด รวมทั้งซัลเฟต ลดลง 53% ในสหรัฐอเมริกา^{[ 40 ]}ภายในปี 2010 การลดมลพิษซัลเฟตนี้ส่งผลให้มีการประหยัดค่าใช้จ่ายด้านการดูแลสุขภาพโดยประมาณ 50  พันล้านดอลลาร์ต่อปี^{[ 41 ]}มาตรการที่คล้ายกันนี้ได้ถูกนำมาใช้ในยุโรป^{[ 40 ]}เช่น พิธีสารเฮลซิงกิปี 1985 ว่าด้วยการลดการปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ภายใต้อนุสัญญาว่าด้วยมลพิษทางอากาศข้ามพรมแดนระยะไกลและมีการปรับปรุงที่คล้ายคลึงกัน^{[ 42 ]}

ในช่วงที่แสงอาทิตย์ทั่วโลกลดน้อยลงอย่างมาก ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์สามารถต้านทานแนวโน้มอุณหภูมิที่สูงขึ้นได้อย่างสมบูรณ์ แต่ในปี 1975 ความเข้มข้นของก๊าซเรือนกระจก ที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ได้เอาชนะผลกระทบจากการบดบัง และมีอิทธิพลเหนือกว่ามาตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา^{[ 40 ]} แม้แต่ในบริเวณที่มีความเข้มข้นของ ละอองลอยซัลเฟตสูงเนื่องจากมลพิษทางอากาศ ก็ยังประสบกับภาวะเย็นลงในช่วงแรก ซึ่งขัดแย้งกับแนวโน้มอุณหภูมิที่สูงขึ้นโดยรวม^{[ 43 ]}ทางตะวันออกของสหรัฐอเมริกาเป็นตัวอย่างที่โดดเด่น อุณหภูมิในบริเวณนั้นลดลง 0.7  °C (1.3  °F) ระหว่างปี 1970 ถึง 1980 และลดลงมากถึง 1 ^°  C (1.8  °F) ในรัฐอาร์คันซอและมิสซูรี^{[ 44} ]

เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของละอองลอยมีผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศโลกอยู่แล้ว จึงย่อมส่งผลต่อการคาดการณ์ในอนาคตด้วยเช่นกัน ในความเป็นจริง เป็นไปไม่ได้ที่จะประเมินผลกระทบของภาวะโลกร้อนจากก๊าซเรือนกระจก ทั้งหมดได้อย่างสมบูรณ์ โดยไม่คำนึงถึงการระบายความร้อนที่หักล้างกันจากละอองลอย^{[ 45 ] [ 46 ]}

ไม่ว่าความแรงของการระบายความร้อนด้วยละอองลอยในปัจจุบันจะเป็นอย่างไรสถานการณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ในอนาคตทั้งหมดคาดการณ์ว่า อนุภาคจะลดลง ซึ่งรวมถึงสถานการณ์ที่บรรลุเป้าหมาย 1.5  °C (2.7  °F) และ 2  °C (3.6  °F) ด้วย โดยเป้าหมายการลดการปล่อยมลพิษเฉพาะเจาะจงนั้นถือว่าจำเป็นต้องชดเชยการลดความสว่างที่น้อยลง^{[ 47 ]}เนื่องจากแบบจำลองประเมินว่าการระบายความร้อนที่เกิดจากซัลเฟตนั้นเทียบเท่ากับการอุ่นขึ้นที่เกิดจากมีเทนในบรรยากาศ เป็นส่วนใหญ่ (และเนื่องจากมีเทนเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีอายุสั้น) จึงเชื่อว่าการลดลงพร้อมกันของทั้งสองอย่างจะหักล้างกันอย่างมีประสิทธิภาพ^{[ 48 ] [ 49 ]}อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความเข้มข้นของมีเทนเพิ่มขึ้นในอัตราที่สูงกว่าช่วงที่มีการเติบโตสูงสุดก่อนหน้านี้ในทศวรรษ 1980 ^{[ 50 ] [ 51 ]}โดยการปล่อยมีเทนจากพื้นที่ชุ่มน้ำเป็นตัวขับเคลื่อนการเติบโตส่วนใหญ่ในช่วงที่ผ่านมา^{[ 52 ] [ 53 ]}ในขณะที่มลพิษทางอากาศกำลังได้รับการจัดการอย่างจริงจัง^{[ 54 ]}แนวโน้มเหล่านี้เป็นเหตุผลหลักบางประการที่ทำให้คาดการณ์ว่าอุณหภูมิจะสูงขึ้น 1.5  °C (2.7  °F) ในช่วงประมาณปี 2030 ซึ่งตรงข้ามกับการคาดการณ์ในช่วงกลางทศวรรษ 2010 ที่คาดว่าจะไม่เกิดขึ้นจนกว่าจะถึงปี 2040 ^{[ 45 ]}

วัฏจักรอุทกวิทยา

ในระดับภูมิภาคและระดับโลก มลพิษทางอากาศสามารถส่งผลกระทบต่อวัฏจักรน้ำได้ในลักษณะที่คล้ายคลึงกับกระบวนการทางธรรมชาติบางอย่าง ตัวอย่างเช่น ผลกระทบของฝุ่นจากทะเลทรายซาฮารา ต่อ การก่อตัว ของพายุเฮอริเคน : อากาศที่เต็มไปด้วยทรายและอนุภาคแร่ธาตุเคลื่อนตัวเหนือมหาสมุทรแอตแลนติก ซึ่งจะปิดกั้นแสงแดดบางส่วนไม่ให้ส่องถึงผิวน้ำ ทำให้อุณหภูมิของน้ำลดลงเล็กน้อยและลดการพัฒนาของพายุเฮอริเคน^{[ 56 ]}ในทำนองเดียวกัน มีการเสนอแนะตั้งแต่ต้นทศวรรษ 2000 ว่าเนื่องจากละอองลอยลดการแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์เหนือมหาสมุทรและลดการระเหยจากมหาสมุทร จึงทำให้ "วัฏจักรน้ำของโลกหมุนช้าลง" ^{[ 57 ] [ 58 ]}

การปรับสภาพภูมิอากาศด้วยพลังงานแสงอาทิตย์

เนื่องจากโลกแห่งความเป็นจริงได้แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของความเข้มข้นของละอองลอยซัลเฟตต่อสภาพภูมิอากาศโลก การวิจัยในหัวข้อนี้จึงเร่งตัวขึ้น การก่อตัวของละอองลอยและผลกระทบต่อบรรยากาศสามารถศึกษาได้ในห้องปฏิบัติการ โดยใช้วิธีการต่างๆ เช่นไอออนโครมาโทกราฟีและแมสสเปกโทรเมตรี^{[ 60 ]}สามารถเก็บตัวอย่างอนุภาคจริงจากชั้นบรรยากาศสตรา โตสเฟียร์ได้ โดยใช้บอลลูนหรือเครื่องบิน^{[ 61 ]}และยังใช้ดาวเทียม ระยะไกลในการสังเกตการณ์อีกด้วย ^{[ 62 ]}ข้อมูลนี้จะถูกป้อนเข้าสู่แบบจำลองสภาพภูมิอากาศ [ ^{63 ]}เนื่องจากความจำเป็นในการคำนึงถึงการระบายความร้อนของละอองลอยเพื่อทำความเข้าใจอัตราและวิวัฒนาการของภาวะโลกร้อนอย่างแท้จริงนั้นปรากฏชัดมานานแล้ว โดยรายงานการประเมินครั้งที่สองของ IPCC เป็นรายงานฉบับแรกที่รวม ^การประมาณผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศ และแบบจำลองหลักทุกแบบสามารถจำลองผลกระทบเหล่านี้ได้เมื่อถึงเวลาที่รายงานการประเมินครั้งที่สี่ของ IPCCได้รับการตีพิมพ์ในปี 2550 ^{[ 64 ]}นักวิทยาศาสตร์หลายคนยังมองเห็นอีกด้านหนึ่งของการวิจัยนี้ ซึ่งก็คือการเรียนรู้วิธีการทำให้เกิดผลกระทบแบบเดียวกันโดยเทียม^{[ 65 ]}แม้ว่าจะมีการพูดคุยกันในช่วงทศวรรษ 1990 หรือก่อนหน้านั้น^{[ 66 ]}การฉีดละอองลอยในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ในฐานะ วิธี การทางวิศวกรรมภูมิอากาศพลังงานแสงอาทิตย์นั้นมีความเกี่ยวข้องมากที่สุดกับข้อเสนอโดยละเอียดของPaul Crutzen ในปี 2006 ^{[ 67 ]}การใช้งานในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ทำให้มั่นใจได้ว่าละอองลอยจะมีประสิทธิภาพสูงสุด และความคืบหน้าของมาตรการอากาศสะอาดจะไม่ถูกย้อนกลับ: งานวิจัยล่าสุดประเมินว่าแม้ภายใต้สถานการณ์การปล่อยมลพิษสูงสุดRCP 8.5การเพิ่มกำมะถันในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ที่จำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น4 °C (7.2 °F)เมื่อเทียบกับปัจจุบัน (และ5 °C (9.0 °F)เมื่อเทียบกับยุคก่อนอุตสาหกรรม) จะถูกชดเชยอย่างมีประสิทธิภาพด้วยการควบคุมมลพิษซัลเฟตในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ในอนาคต และปริมาณที่ต้องการจะน้อยลงไปอีกสำหรับสถานการณ์ภาวะโลกร้อนที่รุนแรงน้อยกว่า^{[ 68 ]}สิ่งนี้กระตุ้นให้มีการพิจารณาต้นทุนและผลประโยชน์อย่างละเอียด^{[ 69 ]}แต่ถึงแม้จะมีงานวิจัยหลายร้อยชิ้นเกี่ยวกับเรื่องนี้เสร็จสิ้นในช่วงต้นทศวรรษ 2020 ก็ยังคงมีข้อสงสัยที่น่าสนใจอยู่บ้าง^{[ 70 ]}    

ไอออนไฮโดรเจนซัลเฟต (HSO ^- ) หรือที่เรียกว่า ไอออนไบ ซัลเฟตเป็นเบสคู่ควบของกรดซัลฟิวริก ( H SO ) ^{[ 72 ] [ b ]}กรดซัลฟิวริกจัดเป็นกรดแก่ ในสารละลายในน้ำ กรดจะแตกตัวเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์เพื่อสร้างไอออนไฮโดรเนียม ( H O ⁺ ) และไอออนไฮโดรเจนซัลเฟต (HSO ^- ) กล่าวอีกนัยหนึ่ง กรดซัลฟิวริกมีพฤติกรรมเหมือนกรดบรอนสเตด-โลว์รีและจะถูกกำจัดโปรตอนเพื่อสร้างไอออนไฮโดรเจนซัลเฟต ไฮโดรเจนซัลเฟตมีวาเลนซี เท่ากับ 1 ตัวอย่างของเกลือ มีไอออน HSO ^-คือโซเดียมไบซัลเฟต NaHSO 4ในสารละลายเจือจาง ไอออนไฮโดรเจนซัลเฟตจะแตกตัวเช่นกัน ทำให้เกิดไอออนไฮโดรเนียมและไอออนซัลเฟต (SO ^2- ) เพิ่มขึ้น

• ซัลโฟเนต
• การเกิดซัลเฟตและการกำจัดซัลเฟตของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด
• จุลินทรีย์ลดซัลเฟต

• แผนที่โลกปัจจุบันแสดงความหนาแน่นเชิงแสงของละอองลอย